说明了变频软起动与工频降压起动的本质差异，阐述了在轻载时小容量变频器足以起动大容量电动机的道理，讲述了变频软起动必然面临的诸多新问题。
0引言
在电动机工频降压起动一直占据绝对统治地位的今天，变频软起动已经悄然兴起。在变频软起动中，变频器专为起动而设置。这常常出现在电网容量比较紧张，降压起动难以胜任的场合。在起动完成后，变频器便从系统中退出，这是与以节能为目的而应用变频器的不同点。
1变频器为什么能够重载起动
所谓重载，就是静阻矩大的负载。变频器是一个输出频率可变的电压源，该电压除以输出回路的阻抗以后，得到负载电流。在转速接近于零的情况下，变频器输出低频电压，这时由于回路感抗小，功率因数高，负载电流的有功分量大，由电流产生电动转矩的效率高，所以，变频器往往能够胜任重载起动。
2在轻载起动的应用场合变频器额定容量可以选小
在以下讨论中，容量、电流、转矩、转速等变量均按电动机的额定值标么。
一般说来，在风机或泵类轻载起动的应用场合，变频器额定容量大体可以按风机或泵额定容量的40％来选取（据考察，在已付工程应用的若干变频软起动的实例中，变频器额定容量均为电动机额定容量的40％）。
拖动风机或泵类的电动机起动不成功不外以下两种情况：一是电动机堵转转矩克服不了负载静阻矩，二是电动机转矩曲线与负载转矩曲线在低于额定的某转速相交。
但是，若变频器额定容量选40％，以上情况一般不会发生。这是因为：
（1）电动机堵转转矩足以克服负载静阻矩从转矩公式T≈CMjΦ1I2cosφ2不难看出，虽然电流打了40％的折扣，但是因为变频输出频率f*很低，cosφ2≈1，电机转矩T仍然能够保持一个较高值。比方说，如果在降压软起动时需要用工频电流200％克服静阻转矩，该电流的有功分量通常只有30％，而40％容量的变频器虽然只能提供40％的电流，但是其有功分量也能够达到30％以上。
（2）风机和泵类总是在关小流量阀门的条件下起动从而确保额定转速对应的负载转矩不超过1/3。因为在软起动的后半程，始终有滑差率（nc是同步转速）。所以cosφ2和T仍然能够保持较高值，转速可以与f*同步增长。40％容量的变频器可以提供40％的电动转矩，因此足以确保起动成功。
3同步电动机变频软起动
同步电动机变频软起动是同步起动（s=0），是不依靠转子阻尼绕组感应电势的起动，是转子已经投励后的起动，是在保证不失步条件下的频率f*渐次由低到高的起动。
因为以上关于额定转速对应的负载转矩不超过1/3的前提条件不变，所以，40％容量的变频器即可完成电动机软起动的结论同样适合于同步电动机。
4软起动中变频器的控制
在变频软起动中，变频器可以实行VVVF开环控制，f*的给定值f**(t)按斜坡方式增长。也可以按恒流或斜坡转速方式工作，通过电流（转速）闭环实现电动机的软起动。在实际的闭环控制中，f*的给定值f**是电流（转速）闭环中电流（转速）调节器的输出。
5变频软起动中的电动转矩和起动完成时间
在工频条件下，同步机或异步机实行的都是异步起动。可以参照全压下电动机机械特性，作出电动转矩与滑差率之间的关系曲线，再将与负载转矩的转矩差（除以飞轮惯量）积分，得出起动完成时间。
但是，在变频软起动情况下，同步机或异步机电动转矩还与f**上升斜率正相关。只要不出现诸如失步、变频器过载等“拖不动"的情况，起动完成时间就是f*由0→1的时间。
6变频软起动与工频降压起动的比较、、
降压起动因为仍然是工频起动，总要有200％～300％电流流过电网，流过电动机，从而危害电网和电动机。为了限制其危害，对于起动超时有严格要求。为了使电网压降不太大，有时不得不使用大量电容。这些，在变频软起动条件下，都不再必要。
变频软起动的卓越之处在于大大提高了电动机的功率因数。只需要40％～100％的电流，就可以完成轻载或重载软起动。
降压软起动的起动装置容量必须>200％；而变频软起动，即使面临重载，装置容量也无须>100％。
7变频软停止
软停止比电动机主电路突然切断后的停止更平缓。在软停止期间，电动机需要继续向负载水泵提供有功功率和主动转矩。不论是软起动或软停止，变频器都是“单象限”运行。
工频下电动机停止，是在电动机电压下降到相当小以后开始的停止。其时，与电动机电压相应的机械特性与负载特性相切，以后，两个特性不再有交点。电动机开始有明显的速降，而且，制动转矩（机械特性与负载特性的纵向差）随滑差率s的增大而剧增，可能出现电动机转速急坠的现象。
变频软停止在关小阀门后开始，其机理与工频软停止不同，是在s保持较小值的软停止，转速n随着f*平稳下降。
8变频软起动的软切换
在变频软起动结束时，存在一个负载由变频器供电向工频供电的切换问题。软切换是关于如何确保切换安全、没有电流冲击、转速不丢或少丢的专门技术。软切换的硬件至少包括2个真空接触器或断路器和若干检测元件，软件包括时机判断和保护等。
在软切换中，切换顺序必须妥善解决。让电动机先脱离变频器后联电网，存在一个电动机因为失电而丢转的问题；让电动机先联电网后脱离变频器，就会在一段间隔时间内使变频器的输入和输出通过电网短接，可能引发安全事故。
从性能上看，后者优于前者。所以，软切换的任务就是通过一定的硬件和软件，安全又快速地实现后者。
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